2013-2014高中物理 第一章 碰撞與動量守恒章末檢測 教科版選修.doc

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章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共12小題，共60分)1關(guān)于系統(tǒng)動量守恒的條件，下列說法正確的是()A只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，系統(tǒng)動量就不可能守恒B只要系統(tǒng)中有一個物體具有加速度，系統(tǒng)動量就不守恒C只要系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量就守恒D系統(tǒng)中所有物體的加速度為零時，系統(tǒng)的總動量不一定守恒解析由動量守恒的條件知C正確D項中所有物體加速度為零時，各物體速度恒定，動量恒定，總動量一定守恒答案C2“蹦極”是勇敢者的運(yùn)動，如圖1-為蹦極運(yùn)動過程示意圖某人身系彈性繩自高空p點自由下落，其中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達(dá)的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置不計空氣阻力，則下列說法中正確的是()圖1A從p至c的過程中，重力的沖量大小等于彈性繩的沖量大小B從a至c的過程中，重力的沖量大小大于彈性繩的沖量大小C從p至c過程中重力所做的功等于人克服彈力所做的功D從a至c的過程中加速度保持方向不變解析人從p運(yùn)動到c過程中動量變化為零，而人受重力和繩子彈力作用，故由動量定理知這兩個力的沖量大小相等，方向相反，A正確；對B，從a至c的過程中，重力的沖量大小應(yīng)小于彈性繩的沖量大??；對C，從p至c過程中全過程應(yīng)用動能定理，有WGW彈0，所以重力所做的功等于人克服彈力所做的功；b點處重力和繩子彈力平衡，所以在ab間是重力大于彈力，加速度方向向下；在bc間重力小于彈力，加速度方向向上答案AC3如圖2所示，帶有光滑弧形軌道的小車質(zhì)量為m靜止，放在光滑水平面上，一質(zhì)量也是m的鐵塊，以速度v沿軌道水平端向上滑去，至某一高度后再向下返回，則當(dāng)鐵塊回到小車右端時，將()圖2A以速度v做平拋運(yùn)動B以小于v的速度做平拋運(yùn)動C靜止于車上D自由下落解析由動量守恒：mvmv1mv2，由機(jī)械能守恒：mv2mvmv，解得v10，v2v，故D正確答案D4在光滑的水平面上有一質(zhì)量為0.2 kg的球以5.0 m/s的速度向前運(yùn)動，與質(zhì)量為3.0 kg的靜止木塊發(fā)生碰撞，假設(shè)碰撞后木塊的速度是v木4.2 m/s，則()A碰撞后球的速度為v球1.3 m/sBv木4.2 m/s這一假設(shè)不合理，因而這種情況不可能發(fā)生Cv木4.2 m/s這一假設(shè)是合理的，碰撞后小球被彈回來Dv木4.2 m/s這一假設(shè)是可能發(fā)生的，但由于題給條件不足，v球的大小不能確定解析根據(jù)動量守恒定律，m1vm1v1m2v2，即0.25.00.2v13.04.2得：v158 m/s，這一過程不可能發(fā)生，因為碰撞后機(jī)械能增加了答案B5在行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞所引起的傷害，人們設(shè)計了安全帶，如圖3所示假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車車速為108 km/h(即30 m/s)，從踩下剎車到車完全停止需要的時間為5 s，安全帶對乘客的作用力大小約為()圖3A400 N B600 N C800 N D1 000 N答案A6如圖4所示，小車開始靜止于光滑的水平面上，一個小滑塊由靜止從小車上端高h(yuǎn)處沿光滑圓弧面相對于小車向左滑動，滑塊能到達(dá)左端的最大高度h()圖4A大于hB小于hC等于hD停在中點與小車一起向左運(yùn)動解析由動量守恒定律可知，當(dāng)滑塊運(yùn)動到左端的最大高度時滑塊和車速度為零，由于水平面和圓弧面光滑，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，所以滑塊到達(dá)左端的最大高度h等于h.答案C7質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動，A球的動量pA9 kgm/s，B球的動量pB3 kgm/s，當(dāng)A球追上B球時發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量不可能的是()ApA6 kgm/s，pB6 kgm/sBpA8 kgm/s，pB4 kgm/sCpA2 kgm/s，pB14 kgm/sDpA4 kgm/s，pB17 kgm/s解析由于地面光滑，因此碰撞前后兩球總動量守恒，則pApBpApB，代入數(shù)據(jù)可知D不可能；由于碰撞后的總動能不可能增加，即，代入數(shù)據(jù)可知C不可能；由于碰撞后一球不可能穿越另一個小球，即，可知B不可能，所以B、C、D符合題意答案BCD8一同學(xué)在地面上立定跳遠(yuǎn)的最好成績是s(m)，假設(shè)他站在車的A端，如圖5所示，想要跳上距離為l(m)遠(yuǎn)的站臺上，不計車與地面的摩擦阻力，則()圖5A只要ls，他一定能跳上站臺B只要ls，他有可能跳上站臺C只要ls，他一定能跳上站臺D只要ls，他有可能跳上站臺解析人起跳的同時，小車要做反沖運(yùn)動，所以人跳的距離小于s，故ls時，才有可能跳上站臺答案B9甲、乙兩物體質(zhì)量相等，并排靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)用一水平外力F推動甲物體，同時與F相同方向給物體乙一個瞬時沖量I，使兩物體開始運(yùn)動當(dāng)兩物體重新相遇時()A甲的動量為I B乙的動量為2IC經(jīng)歷的時間為2I/F D所經(jīng)歷的時間為I/F解析由題意知，甲物體將做勻加速直線運(yùn)動，乙物體將做勻速直線運(yùn)動，據(jù)此可作出速度時間圖象，如圖所示對乙有，Imv0，從圖中可看出，當(dāng)相遇時，v甲2v乙，所以甲的動量為2I；乙的動量不變；所經(jīng)歷的時間內(nèi)對甲由動量定理得2IFt，所以時間為2I/F.答案C10小平板車B靜止在光滑水平面上，物體A以某一初速v0從車的一端滑向另一端，由于A、B間存在摩擦，因而A在B上開始做減速運(yùn)動，若B車足夠長，A的速度最小值應(yīng)發(fā)生在()AB車速度為最大時BA在B車上停止滑行時CA、B速度相等時DB開始做減速運(yùn)動時解析物體A在B上滑行時，由于摩擦力作用，A做勻減速運(yùn)動，B做勻加速運(yùn)動，當(dāng)A和B的速度相等時，A和B 的相對運(yùn)動停止，此時的速度即是A的最小速度，也是B的最大速度答案ABC11如圖6所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊A、B相連接，并靜止在光滑的水平面上現(xiàn)使B瞬時獲得水平向右的速度v3 m/s，以此刻為計時起點，兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖7所示，從圖象信息可得()A在t1、t3時刻兩物塊達(dá)到共同速度1 m/s，且彈簧都處于伸長狀態(tài)B兩物體的質(zhì)量之比m1m221C在t2時刻A與B的動能之比Ek1Ek241D從t3到t4時刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長解析在t1、t3時刻兩物體達(dá)到共同速度1 m/s，其中t1時刻彈簧處于伸長狀態(tài)，t3時刻彈簧處于壓縮狀態(tài)故選項A錯誤由動量守恒定律得：m23(m1m2)1解得：m1m221，故選項B正確在t2時刻Ek1Ek281，故選項C錯誤在t4時刻A、B相對速度最大，彈簧處于原長狀態(tài)，故選項D正確答案BD12如圖8所示，兩光滑且平行的固定水平桿位于同一豎直平面內(nèi)，兩靜止小球m1、m2分別穿在兩桿上，兩球間連接一個保持原長的豎直輕彈簧，現(xiàn)給小球m2一個水平向右的初速度v0，如果兩桿足夠長，則在此后的運(yùn)動過程中，下列說法正確的是()圖8Am1、m2系統(tǒng)動量不守恒B彈簧最長時，其彈性勢能為m2vCm1、m2速度相同時，共同速度為Dm1、m2及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析兩球組成系統(tǒng)所受合力為零，則動量守恒，包含彈簧在內(nèi)的系統(tǒng)在整個過程中沒有能量損失故機(jī)械能守恒當(dāng)彈簧伸長最長時兩小球速度相同答案CD二、非選擇題(本題共4小題，共40分)13(8分)氣墊導(dǎo)軌(如圖9)工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動時的阻力為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動圖1-0為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度x1、x2和x3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_、_，兩滑塊的總動量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_重復(fù)上述實驗，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證圖9圖1-0解析由題圖結(jié)合實際情況可以看出，x1和x3是兩物體相碰前打出的紙帶，x2是相碰后打出的紙帶所以碰撞前兩物體的速度分別為v10.2x1b，v20.2x3b，碰撞后兩物體共同速度v0.2x2b，所以碰前兩物的體動量分別為p1mv10.2abx1，p2mv20.2abx3，總動量pp1p20.2ab(x1x3)；碰后總動量p2mv0.4abx2.答案0.2abx30.2abx10.2ab(x1x3)0.4abx214(10分)如圖1-1-所示，光滑水平桌面上有長L2 m的擋板C，質(zhì)量mC5 kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA1 kg，mB3 kg，開始時三個物體都靜止在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6 m/s速度水平向左運(yùn)動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起，不計摩擦和碰撞時間，求：圖1-1(1)當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大；(2)A、C碰撞過程中損失的機(jī)械能解析(1)A、B、C系統(tǒng)動量守恒0(mAmBmC)vC，vC0.(2)炸藥爆炸時A、B系統(tǒng)動量守恒，mAvAmBvB，解得：vB2 m/sA、C碰撞前后系統(tǒng)動量守恒mAvA(mAmC)v，v1 m/sEmAv(mAmC)v215 J.答案(1)0(2)15 J15(10分)如圖1-2-所示，把一輛質(zhì)量為0.5 kg的電動玩具車，放在質(zhì)量為1 kg的帶有光滑輪子的小車上，當(dāng)接通玩具車的電源，使它相對于小車以0.5 m/s的速度運(yùn)動時，小車如何運(yùn)動？圖1-2解析選取地面為參考系，設(shè)小車相對于地面的速度為v，則電動玩具車相對于地面的速度為(v0.5) m/s，根據(jù)動量守恒定律有Mvm(v0.5)0，得v m/s0.17 m/s.答案以0.17 m/s的速度向相反的方向運(yùn)動16(12分)如圖1-3-所示，質(zhì)量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上，小車左端放一質(zhì)量為1 kg的木塊，車的右端固定一個輕質(zhì)彈簧現(xiàn)給木塊一個水平向右的10 Ns的瞬間沖量，木塊便沿車向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并恰好能達(dá)到小車的左端，求：圖1-3-(1)彈簧被壓縮到最短時平板車的速度v；(2)木塊返回小車左端時的動能Ek；(3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm.解析：(1)設(shè)木塊的初速度為v0，由動量定理有：Imv0，得v010 m/s(方向向右)當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，木塊和小車速度相等對于木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒，所以有：mv0(Mm)v，解得v2 m/s(向右)(2)木塊與彈簧碰后相對小車向左運(yùn)動，當(dāng)木塊相對小車靜止時，木塊相對小車到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點因此木塊恰能到小車的左端時，兩者同速由動量守恒可知此時v塊v車2 m/s.木塊的動能Ekmv2 J.(3)木塊往返過程中克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為Emv(Mm)v240 J.考慮木塊開始運(yùn)動到彈簧壓縮到最短的過程，系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機(jī)械能為E20 J對這個過程由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有：mv(Mm)v2EEpm，解得彈簧壓縮到最短時獲得的最大彈性勢能Epm20 J.答案：(1)2 m/s方向向右(2)2 J(3)20 J